不同电学参数和水流条件下电栅对鲤(Cyprinus carpio)的阻拦效果

脉冲直流电导阻鱼技术已被广泛应用于阻止入侵物种扩散、驱赶鱼类远离危险区域并将其引导至有利区域,如鱼道。但是脉冲直流电的有效性受多方面因素的影响,其主导因素目前尚未定论。以鲤为研究对象,在静水条件下采用4因素3水平正交实验方法分析了脉冲电压、脉冲宽度、脉冲频率和电极摆放方式的电栅拦鱼效果及其对鱼类受伤尾数的主次影响,然后选择最优组合开展不同流速下(0,0.3,0.5 m/s)的驱鱼实验,分析流速对拦鱼效果的影响。结果表明:在静水工况下,影响拦鱼电栅效率的主要因素为电极布置方式>脉冲宽度>脉冲频率>脉冲电压,电极布置为方式1(垂直水流间距80 cm)、脉冲电压140 V、脉冲频率10 Hz、脉冲宽度10 ms是拦鱼效果最佳的组合。电学参数对鲤的伤害无显著性,平均受伤尾数不超过实验鱼总数的15%。流水条件下,三种流速工况下拦鱼电栅的阻拦率无显著差异,但是随着流速的增高阻拦率呈现先降低后增加的趋势。该研究将为保护鱼类资源和防止入侵鱼类跨区域传播提供依据。

竖缝式鱼道180°转弯段水力特性与结构优化研究

针对目前鱼道180°转弯段存在水流条件差、影响鱼类上溯的问题,通过延长转弯段上下游长度并增设整流导板来改善水流条件。结合国内某竖缝式鱼道工程设计,采用数值模拟的方法研究了四种转弯段结构水流流态、流速、紊动能和紊动耗散率分布问题。结果表明,延长转弯段上下游长度的同时增设整流导板可有效引导主流居中,维持主流稳定,避免转弯段内产生大尺度回流区,具有良好的上溯条件。研究结果可为鱼道工程改造和设计提供参考。

四大家鱼幼鱼下行行为及流场偏好研究

探究典型江河半洄游性鱼类的摄食、育肥等下行洄游需求,可为鱼类下行通道的设计与评价提供技术支撑。以全长5~13 cm四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢、鳙)幼鱼为研究对象,通过构建模型实验,在进口流速为0.2 m/s时,分析同一水流环境下鱼类的运动行为,开展其下行过程中应用水力条件的行为响应及流场偏好研究。结果表明:(1)青鱼、草鱼、鲢、鳙幼鱼的下行成功率分别为58.3%、78.6%、74.5%、87.2%,下行轨迹主要集中在主流区域;(2)四大家鱼幼鱼多表现为主动下行行为,鳙幼鱼的直接下行率最高(88.5%),青鱼、鲢幼鱼分别为60.0%、56.2%,草鱼幼鱼发生延迟下行的概率(56.3%)大于直接下行率(43.8%);(3)实验鱼对不同流速范围的选择存在差异性,四大家鱼幼鱼在同一水力环境条件下的下行行为选择存在一定的规律性,青鱼、草鱼、鲢、鳙幼鱼的共同偏好流速为0.228~0.454 m/s,共同偏好紊动能为0.0014~0.0023 m^(2)/s2。

玉曲河流域裂腹鱼类游泳能力及其在鱼道设计中的应用

探究玉曲河流域裂腹鱼类的游泳能力,为过鱼设施建设和鱼类游泳行为学提供基础参数。以该流域优势种怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)、贡山裂腹鱼(S.gongshanensis)为研究对象,在野外现场通过游泳能力测试水槽对裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度及持续游泳速度、耐久游泳速度进行测定。结果表明,怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对感应流速相近,分别为(0.18±0.01)m/s和(0.18±0.06)m/s,绝对临界游泳速度分别为(1.05±0.12)m/s和(1.11±0.14)m/s,绝对突进游泳速度分别为(1.45±0.26)m/s和(1.40±0.21)m/s,相对临界游泳速度分别为(8.47±0.95)BL/s和(9.21±2.45)BL/s;二者的相对突进游泳速度均突破了10倍体长(BL),分别为(11.90±2.31)BL/s和(10.80±3.16)BL/s;怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大持续游泳速度均为0.63 m/s,最大耐久游泳速度分别为0.93 m/s和0.73 m/s。当以此2种裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道入口及竖缝处流速为1.05~1.40 m/s,过鱼设施内部整体平均流速设计为0.24~1.05 m/s,休息池主流流速为0.18~1.05 m/s。研究结果可为西藏玉曲河流域鱼类资源保护及过鱼设施设计提供参考。